JP3022612B2 - 色フィルタを有するデバイス及びその製造方法 - Google Patents
色フィルタを有するデバイス及びその製造方法Info
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Description
【０００１】
【技術分野】この発明は、少なくとも一部が頂部被覆で
被覆された色フィルタが設けられた基板を有するデバイ
スに関するものである。この発明はまた、かかるデバイ
スの製造方法に関するものである。
被覆された色フィルタが設けられた基板を有するデバイ
スに関するものである。この発明はまた、かかるデバイ
スの製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】上述のような色フィルタは、例えば液晶
表示デバイスのような電気光学表示デバイスに使用され
うるだけでなく、例えば撮像用電荷結合デバイス等に使
用されうる。かかる色フィルタは通常、色画素のパター
ンを有しているが、この他にもいわゆる「ブラックマト
リクス」を有しうる。
表示デバイスのような電気光学表示デバイスに使用され
うるだけでなく、例えば撮像用電荷結合デバイス等に使
用されうる。かかる色フィルタは通常、色画素のパター
ンを有しているが、この他にもいわゆる「ブラックマト
リクス」を有しうる。
【０００３】冒頭の段落に記載されたタイプのデバイス
は、例えばＵＳＰ第４７４４６３７号記載の液晶表示デ
バイスに使用されている。この特許には、これまで普通
とされてきた頂部被覆に比しＵＶ照射に感度がなく、そ
の後に電極が設けられるときにほとんどでこぼこもうね
りもできないような熱膨張係数を有する頂部被覆が記載
されている。満足のいく結果がＳｉＯ２を有する頂部被
覆で明確に到達されたが、アクリルのホトセッティング
（光硬化）樹脂が用いられると著しいでこぼこが生じ
た。
は、例えばＵＳＰ第４７４４６３７号記載の液晶表示デ
バイスに使用されている。この特許には、これまで普通
とされてきた頂部被覆に比しＵＶ照射に感度がなく、そ
の後に電極が設けられるときにほとんどでこぼこもうね
りもできないような熱膨張係数を有する頂部被覆が記載
されている。満足のいく結果がＳｉＯ２を有する頂部被
覆で明確に到達されたが、アクリルのホトセッティング
（光硬化）樹脂が用いられると著しいでこぼこが生じ
た。
【０００４】特に液晶表示デバイスに使用されるときに
は、このタイプの頂部被覆は数多くの要求を満たさねば
ならない。例えば、この頂部被覆は、後の製造ステップ
に耐性がなければならない。後のステップとは例えば酸
化インジウム錫のような透明な導電トラックの形成であ
る。この頂部被覆は、使用されるエッチング材料に耐性
があり、使用される温度で頂部被覆及び／又は色フィル
タにうねりがあってはならない。酸化インジウム錫のこ
の被着に使用される温度は、上記導電トラックの極限の
抵抗率がその時最小になるということで高い温度（180
°−200 °）に選択されるのが好ましい。
は、このタイプの頂部被覆は数多くの要求を満たさねば
ならない。例えば、この頂部被覆は、後の製造ステップ
に耐性がなければならない。後のステップとは例えば酸
化インジウム錫のような透明な導電トラックの形成であ
る。この頂部被覆は、使用されるエッチング材料に耐性
があり、使用される温度で頂部被覆及び／又は色フィル
タにうねりがあってはならない。酸化インジウム錫のこ
の被着に使用される温度は、上記導電トラックの極限の
抵抗率がその時最小になるということで高い温度（180
°−200 °）に選択されるのが好ましい。
【０００５】さらに、この頂部被覆は、既に他の接続ト
ラックが当該基板のその領域に例えばガラス上のチップ
（chip-on-glass)接続のために設けられているかもしれ
ないので、好ましくは実際の表示部分を越えて延在して
はならない。それ故に、頂部被覆がパターン化されるこ
とができるなら有利である。しかしながら、頂部被覆は
急峻に終ってはならない。何故なら、そうすると端部を
越えて延在する導電トラックの端部の領域で亀裂が発生
する可能性があるからである。
ラックが当該基板のその領域に例えばガラス上のチップ
（chip-on-glass)接続のために設けられているかもしれ
ないので、好ましくは実際の表示部分を越えて延在して
はならない。それ故に、頂部被覆がパターン化されるこ
とができるなら有利である。しかしながら、頂部被覆は
急峻に終ってはならない。何故なら、そうすると端部を
越えて延在する導電トラックの端部の領域で亀裂が発生
する可能性があるからである。
【０００６】さらに前記頂部被覆は、液晶層の厚みを決
定するスペーサによるぎさぎさ（押し込み）にも耐性が
なければならぬ。
定するスペーサによるぎさぎさ（押し込み）にも耐性が
なければならぬ。
【０００７】
【発明の開示】この発明の目的の１つは、前述の要求を
可能な限り十分に満足する頂部被覆を提供せんとするも
のである。この目的を達成するため、本発明に係るデバ
イスは、その頂部被覆が、成形されたアクリル樹脂を有
し、その端部の少なくとも一方で厚みが漸減することを
特徴としている。
可能な限り十分に満足する頂部被覆を提供せんとするも
のである。この目的を達成するため、本発明に係るデバ
イスは、その頂部被覆が、成形されたアクリル樹脂を有
し、その端部の少なくとも一方で厚みが漸減することを
特徴としている。
【０００８】本発明は、このような硬く、ひっかきにも
強い重合可能な樹脂の頂部被覆をフレキソ印刷の（flex
ographic) プレス技術又は例えばスタンプ技術を使用す
ることにより提供できるという認識に基づいている。
強い重合可能な樹脂の頂部被覆をフレキソ印刷の（flex
ographic) プレス技術又は例えばスタンプ技術を使用す
ることにより提供できるという認識に基づいている。
【０００９】この点ではアクリル樹脂を有する頂部被覆
の使用自体はＥＰ−Ａ第０２６６２１８号において知ら
れている。しかしながら、この場合はサーモセッティン
グ（熱硬化）樹脂が関係していて傾斜端部の説明はなさ
れていない。
の使用自体はＥＰ−Ａ第０２６６２１８号において知ら
れている。しかしながら、この場合はサーモセッティン
グ（熱硬化）樹脂が関係していて傾斜端部の説明はなさ
れていない。
【００１０】頂部被覆のパターン化は、例えばエポキシ
樹脂やポリイミド樹脂で十分可能であるが、それによっ
て作られる層は軟らかでスペーサの圧力により傷ついて
しまうかもしれないし、或いはある範囲のきずの影響を
その位置にも依存するが受けるかもしれず、かくては液
晶層の厚みの変化をもたらすことになる。さらに、この
ような層は、電極の形成処理のような後続工程ステップ
（温度、エッチング液）に耐性がない場合がある。
樹脂やポリイミド樹脂で十分可能であるが、それによっ
て作られる層は軟らかでスペーサの圧力により傷ついて
しまうかもしれないし、或いはある範囲のきずの影響を
その位置にも依存するが受けるかもしれず、かくては液
晶層の厚みの変化をもたらすことになる。さらに、この
ような層は、電極の形成処理のような後続工程ステップ
（温度、エッチング液）に耐性がない場合がある。
【００１１】この頂部被覆は、その端部で３０゜より小
さい傾斜で減少するのが好ましく、実際には１から２°
の傾斜が実現されている。
さい傾斜で減少するのが好ましく、実際には１から２°
の傾斜が実現されている。
【００１２】全体的に眺めてみて、色フィルタの外側の
頂部被覆は、わずかに反対方向に延在してさえよい傾斜
の角度の局部的な変化を持ち得、この反対方向に変化す
る傾斜は基板や工程パラメータによるがほぼ常に２°か
それ以下である。
頂部被覆は、わずかに反対方向に延在してさえよい傾斜
の角度の局部的な変化を持ち得、この反対方向に変化す
る傾斜は基板や工程パラメータによるがほぼ常に２°か
それ以下である。
【００１３】アクリル樹脂の重合により製作される前述
の頂部被覆は、少なくとも４Ｈの鉛筆の硬さを有するの
が好ましい。アクリル樹脂として、トリメチロール プ
ロパン トリアクリレート、ｎ−ビニール ピロリド
ン、ペンタ・エリシリトールトリアクリレート又はペン
タ・エリシリトール テトラ・アクリレートがこの目的
に使用される。
の頂部被覆は、少なくとも４Ｈの鉛筆の硬さを有するの
が好ましい。アクリル樹脂として、トリメチロール プ
ロパン トリアクリレート、ｎ−ビニール ピロリド
ン、ペンタ・エリシリトールトリアクリレート又はペン
タ・エリシリトール テトラ・アクリレートがこの目的
に使用される。
【００１４】頂部被覆が備えられた基板は、液晶表示デ
バイス以外の電気光学表示デバイスに使用されうる。
バイス以外の電気光学表示デバイスに使用されうる。
【００１５】本発明に係るデバイスの製造方法は、当該
基板が清浄化ステップを受けた後、前記色フィルタの領
域に頂部被覆材料が設けられ、その頂部被覆はパターン
化され、その後その頂部被覆材料がＵＶ照射により成形
されることを特徴としている。前記清浄化ステップは、
酸素プラズマ処理でもＵＶオゾン処理でもよい。材料は
フレキソ印刷のプレス法又はスタンプ法の使用でパター
ン化される。材料がパターン化された後、材料が成形さ
れる前に５分から１０分の待ち時間が観察される。この
処理は、不活性雰囲気中で行われるのが好ましい。
基板が清浄化ステップを受けた後、前記色フィルタの領
域に頂部被覆材料が設けられ、その頂部被覆はパターン
化され、その後その頂部被覆材料がＵＶ照射により成形
されることを特徴としている。前記清浄化ステップは、
酸素プラズマ処理でもＵＶオゾン処理でもよい。材料は
フレキソ印刷のプレス法又はスタンプ法の使用でパター
ン化される。材料がパターン化された後、材料が成形さ
れる前に５分から１０分の待ち時間が観察される。この
処理は、不活性雰囲気中で行われるのが好ましい。
【００１６】
【実施例】以下添付図面を参照し実施例により本発明を
詳細に説明する。
詳細に説明する。
【００１７】図１はガラス、石英又は他の適切な材料の
第１の支持板２を有する表示デバイス１の一部を線図的
に示している。この例では画素に対応する色セル４（赤
(R)、緑(G) 、青(B))を有する色フィルタ３が、通常の
液晶技術の方法で支持板２の上に設けられている。さら
にこの色フィルタは、いわゆる「ブラックマトリクス」
を有するものとしてもよい。
第１の支持板２を有する表示デバイス１の一部を線図的
に示している。この例では画素に対応する色セル４（赤
(R)、緑(G) 、青(B))を有する色フィルタ３が、通常の
液晶技術の方法で支持板２の上に設けられている。さら
にこの色フィルタは、いわゆる「ブラックマトリクス」
を有するものとしてもよい。
【００１８】色フィルタ３は、本発明に従って重合性ア
クリル樹脂からなり、端部の領域（領域６）で例えば１
°から２°の傾斜で厚みが漸減する頂部被覆５を備えて
いる。かかる頂部被覆の作り方を以下詳細に説明する。
クリル樹脂からなり、端部の領域（領域６）で例えば１
°から２°の傾斜で厚みが漸減する頂部被覆５を備えて
いる。かかる頂部被覆の作り方を以下詳細に説明する。
【００１９】頂部被覆５は、例えば透明な酸化インジウ
ム錫（ＩＴＯ）電極からなるメタライゼーションパター
ン７をその上に備えている。メタライゼーションパター
ンが備えられる前にＳｉＯ２の薄い層が被着される。本
発明によるデバイスでは、酸化インジウム錫は頂部被覆
５がうねりやでこぼこなしに比較的高い温度で被着され
る（必要あればアニールされる）。かかる高い被着温度
はＩＴＯ電極を非常に低い抵抗を有するものとする。Ｉ
ＴＯ層をパターニングするのに使用される可能なエッチ
ング浴は頂部被覆５をおかさない。
ム錫（ＩＴＯ）電極からなるメタライゼーションパター
ン７をその上に備えている。メタライゼーションパター
ンが備えられる前にＳｉＯ２の薄い層が被着される。本
発明によるデバイスでは、酸化インジウム錫は頂部被覆
５がうねりやでこぼこなしに比較的高い温度で被着され
る（必要あればアニールされる）。かかる高い被着温度
はＩＴＯ電極を非常に低い抵抗を有するものとする。Ｉ
ＴＯ層をパターニングするのに使用される可能なエッチ
ング浴は頂部被覆５をおかさない。
【００２０】このデバイスはさらに、第２の支持板８を
備えその上には画素を規定する電極９が備えられ、それ
は電極９とメタライゼーションパターン７とがクロスバ
ーシステムを構成しその交点で画素を規定したり（受動
駆動）、電極９がスイッチング要素、駆動手段及びデー
タラインのシステムによって駆動される画像電極を構成
したりする（能動駆動）ためで、後者の場合に電極７は
唯１つの平らな構造を有していてもよい。
備えその上には画素を規定する電極９が備えられ、それ
は電極９とメタライゼーションパターン７とがクロスバ
ーシステムを構成しその交点で画素を規定したり（受動
駆動）、電極９がスイッチング要素、駆動手段及びデー
タラインのシステムによって駆動される画像電極を構成
したりする（能動駆動）ためで、後者の場合に電極７は
唯１つの平らな構造を有していてもよい。
【００２１】液晶材料の層１１は、２つの支持板２，８
間に存在し、該支持板は必要なら保護／配向層１０を備
える。この２つの支持板は、シーリング端部１２とスペ
ーサ１３とにより互いにほぼ一定の距離に保持される。
このデバイスはさらに、通常の方法で偏光子、反射子な
どを備えていてもよい。
間に存在し、該支持板は必要なら保護／配向層１０を備
える。この２つの支持板は、シーリング端部１２とスペ
ーサ１３とにより互いにほぼ一定の距離に保持される。
このデバイスはさらに、通常の方法で偏光子、反射子な
どを備えていてもよい。
【００２２】端部の領域（領域６）では、メタライゼー
ション７がこの領域で悪いステップ被覆の故にき裂の危
険をともなわないよう頂部被覆は厚みが漸減する。
ション７がこの領域で悪いステップ被覆の故にき裂の危
険をともなわないよう頂部被覆は厚みが漸減する。
【００２３】本発明による頂部被覆５，６は、硬い（か
くてひっかきには強い）のでスペーサ13の領域でこの層
がぎざぎざになる（へこまされる）危険はない。
くてひっかきには強い）のでスペーサ13の領域でこの層
がぎざぎざになる（へこまされる）危険はない。
【００２４】頂部被覆５，６は次のようにして作られう
る。基本的材料は例えばガラス板で、その上に色フィル
タそして必要とされるなら実際の表示部分の外側に例え
ばガラスの上のチップアセンブリ（chip-on-glass asse
mbly)のために全ての他のメタライゼーショントラック
が設けられる。これら他のメタライゼーショントラック
の十分な接触を確実にするために、頂部被覆５，６をパ
ターン化することが望まれる。
る。基本的材料は例えばガラス板で、その上に色フィル
タそして必要とされるなら実際の表示部分の外側に例え
ばガラスの上のチップアセンブリ（chip-on-glass asse
mbly)のために全ての他のメタライゼーショントラック
が設けられる。これら他のメタライゼーショントラック
の十分な接触を確実にするために、頂部被覆５，６をパ
ターン化することが望まれる。
【００２５】頂部被覆を十分に固着させるため、基板２
と色フィルタ３は、例えば短い酸素プラズマ処理（１０
〜２０秒）で前もって清浄化されるが、これは紫外線／
オゾン処理（０．５〜１０分）で置き換えることも可能
である。
と色フィルタ３は、例えば短い酸素プラズマ処理（１０
〜２０秒）で前もって清浄化されるが、これは紫外線／
オゾン処理（０．５〜１０分）で置き換えることも可能
である。
【００２６】頂部被覆パターン５は次にフレキソ印刷
（flexographic) のプレス法により設けられる。プレス
される材料、この例でのアクリル樹脂は、設けられるべ
きパターンを有するゴム状の板によりガラス板上に設け
られる。かかるアクリル樹脂（例えばトリメチロール
プロパン トリアクリレート）は、この材料がプレスさ
れるべき適正な粘度を有するような割合いでモノマー
（monomer ）とディマー（dimer ）を有する。このフレ
キソ印刷のプレス法を可能ならしめるために溶剤は使用
されない。しかしながら、さらなるプレス工程用に可能
な補助材料が加えられてもよい（界面活性剤、ＵＶ開始
剤）。
（flexographic) のプレス法により設けられる。プレス
される材料、この例でのアクリル樹脂は、設けられるべ
きパターンを有するゴム状の板によりガラス板上に設け
られる。かかるアクリル樹脂（例えばトリメチロール
プロパン トリアクリレート）は、この材料がプレスさ
れるべき適正な粘度を有するような割合いでモノマー
（monomer ）とディマー（dimer ）を有する。このフレ
キソ印刷のプレス法を可能ならしめるために溶剤は使用
されない。しかしながら、さらなるプレス工程用に可能
な補助材料が加えられてもよい（界面活性剤、ＵＶ開始
剤）。
【００２７】上記ゴム状の板の代りにスタンプが用いら
れてもよい。最大の層の厚みはプレス直後０．５〜３μ
ｍである。次にその層は、短時間（５〜１０分）フリー
に保たれ、これによりある程度の距離だけ自由に流れ、
傾いた部分６を形成することとなる。最終的に層５，６
は、酸素が排除されつつＵＶ照射によりその形が成形さ
れる。酸素が存在すると、ポリマーの重合や架橋（cros
s-linking)が弱く層５，６を軟化させ前述の欠点をもっ
てしまう。このようにして得られたアクリル樹脂は、表
示デバイスのその後の製造工程ステップ（高温、プレ
ス、種々のエッチング液）にも十分耐えられることが分
かる。
れてもよい。最大の層の厚みはプレス直後０．５〜３μ
ｍである。次にその層は、短時間（５〜１０分）フリー
に保たれ、これによりある程度の距離だけ自由に流れ、
傾いた部分６を形成することとなる。最終的に層５，６
は、酸素が排除されつつＵＶ照射によりその形が成形さ
れる。酸素が存在すると、ポリマーの重合や架橋（cros
s-linking)が弱く層５，６を軟化させ前述の欠点をもっ
てしまう。このようにして得られたアクリル樹脂は、表
示デバイスのその後の製造工程ステップ（高温、プレ
ス、種々のエッチング液）にも十分耐えられることが分
かる。
【００２８】本発明は、以上述べてきた実施例に限定さ
れないことは勿論であり、種々の変形が可能である。例
えば、液晶効果に基づかない他の表示デバイスが、かか
る基板上に設けられうるし、頂部被覆も他の色フィルタ
例えばＣＣＤにも使用可能である。
れないことは勿論であり、種々の変形が可能である。例
えば、液晶効果に基づかない他の表示デバイスが、かか
る基板上に設けられうるし、頂部被覆も他の色フィルタ
例えばＣＣＤにも使用可能である。
【図１】 本発明による表示デバイスの一部を線図的に
示す図。
示す図。
１ 表示デバイス ２，８ ガラス支持板 ３ 色フィルタ ４ 色セル ５ 頂部被覆 ６ 端部の領域 ７ メタライゼーションパターン ９ 電極 １０ 保護／配向層 １１ 液晶材料の層 １２ シーリング端部 １３ スペーサ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (73)特許権者 590000248 Ｇｒｏｅｎｅｗｏｕｄｓｅｗｅｇ １, 5621 ＢＡ Ｅｉｎｄｈｏｖｅｎ， Ｔ ｈｅ Ｎｅｔｈｅｒｌａｎｄｓ (72)発明者 アントニウス ヘンリカス マリア ラ エイマケルス オランダ国 5621 ベーアー アインド ーフェンフルーネバウツウェッハ１ (72)発明者 ペトラス エフベルタス マリア バル トゥーセン オランダ国 5621 ベーアー アインド ーフェンフルーネバウツウェッハ１ (72)発明者 ヘンリカス ヘラルダス ヨハネス ア ントニウスマリア ルエイベン オランダ国 5621 ベーアー アインド ーフェンフルーネバウツウェッハ１ (56)参考文献 特開 平２−287321（ＪＰ，Ａ) 実開 平１−105927（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G02F 1/1335 G02B 5/20 101
Claims (13)
- 【請求項１】 少なくとも一部が頂部被覆で被覆された
色フィルタが設けられる基板を有するデバイスにおい
て、前記 頂部被覆は、成形されるアクリル樹脂を有し、その
端部の少なくとも一方で厚みが漸減することを特徴とす
る色フィルタを有するデバイス。 - 【請求項２】 請求項１に記載のデバイスにおいて、前
記頂部被覆は、シーリングの内側エッジにより境界付け
られる領域内にあることを特徴とする色フィルタを有す
るデバイス。 - 【請求項３】 請求項１又は２に記載のデバイスにおい
て、前記頂部被覆は、最大３０°の傾斜で厚みが減少す
ることを特徴とする色フィルタを有するデバイス。 - 【請求項４】 請求項３に記載のデバイスにおいて、そ
の傾斜が５°より小さいことを特徴とする色フィルタを
有するデバイス。 - 【請求項５】 請求項１，２，３又は４に記載のデバイ
スにおいて、前記頂部被覆は、少なくとも４Ｈの鉛筆硬
度を有することを特徴とする色フィルタを有するデバイ
ス。 - 【請求項６】 請求項１ないし５のうちいずれか１つに
記載のデバイスにおいて、前記頂部被覆は、アクリル樹
脂用の溶剤を使用せずに形成されることを特徴とする色
フィルタを有するデバイス。 - 【請求項７】 ２つの支持板間に表示媒体を有する電気
光学表示デバイスにおいて、当該表示デバイスは、請求
項１ないし６のうちいずれか１つに記載のデバイスを有
することを特徴とする電気光学表示デバイス。 - 【請求項８】 請求項７に記載の表示デバイスにおい
て、前記表示媒体が液晶材料を有することを特徴とする
電気光学表示デバイス。 - 【請求項９】 請求項１ないし８のうちいずれか１つに
記載のデバイスを製造する方法において、当該基板が清
浄化ステップを受けた後、前記色フィルタの領域に頂部
被覆材料が設けられ、その頂部被覆はパターン化され、
その後その頂部被覆材料がＵＶ照射により成形されるこ
とを特徴とするデバイスの製造方法。 - 【請求項１０】 請求項９に記載の方法において、酸素
プラズマ処理又はＵＶ／オゾン処理が清浄化ステップと
して使用されることを特徴とするデバイスの製造方法。 - 【請求項１１】 請求項９又は１０に記載の方法におい
て、パターン化と成形化との間に少なくとも５分の待ち
時間があることを特徴とするデバイスの製造方法。 - 【請求項１２】 請求項９，１０又は１１に記載の方法
において、成形化は、不活性雰囲気中でなされることを
特徴とするデバイスの製造方法。 - 【請求項１３】 請求項９ないし１２のうちいずれか１
つに記載の方法において、フレキソ印刷のプレス法又は
スタンプがパターン化に用いられることを特徴とするデ
バイスの製造方法。
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